ISO 20816-1: Getaran mekanikal - Pengukuran dan penilaian getaran mesin - Bahagian 1: Garis panduan am
Ringkasan
ISO 20816-1 ialah piawaian antarabangsa moden yang menyediakan garis panduan am untuk mengukur dan menilai getaran jentera. Ia merupakan kemas kini penting kerana ia menggantikan dan menggabungkan prinsip dua piawaian asas yang lebih lama: ISO 10816-1 (yang meliputi ukuran pada bahagian tidak berputar) dan ISO 7919-1 (yang meliputi ukuran pada aci berputar). Piawaian baharu ini menyediakan rangka kerja bersatu untuk menilai getaran mesin secara keseluruhan, mempertimbangkan kedua-dua selongsong dan ukuran aci bersama-sama untuk penilaian yang lebih komprehensif.
Jadual Kandungan (Struktur Konseptual)
Piawaian ini menyepadukan dan mengemas kini konsep daripada pendahulunya ke dalam struktur yang padu:
-
1. Skop dan Jenis Pengukuran:
Bab awal ini mentakrifkan skop komprehensif standard, menjadikannya sebagai panduan utama untuk menilai getaran pelbagai jentera perindustrian di bawah keadaan operasi. Ciri yang paling ketara ialah penyatuan formal dua falsafah pengukuran yang berbeza. Ia menyediakan metodologi terperinci untuk mengukur getaran pada kedua-duanya:
- Bahagian tidak berputar: Ini merujuk kepada ukuran yang diambil pada komponen pegun mesin, biasanya perumah galas. Piawaian ini mengesahkan bahawa metrik pilihan untuk jenis ukuran ini ialah jalur lebar RMS (Root Mean Square) halaju, diukur dengan penderia seismik seperti accelerometers. Pengukuran ini mencerminkan tenaga pemusnah yang dihantar ke struktur mesin.
- Aci berputar: Ini merujuk kepada pengukuran pergerakan dinamik aci itu sendiri, berbanding dengan titik tetap (biasanya perumah galas). Piawaian menyatakan bahawa ini mesti diukur dengan bukan hubungan probe kedekatan, dan metrik pilihan ialah Puncak ke Puncak anjakan. Pengukuran ini secara langsung mengukur berapa banyak aci bergerak dalam kelegaan galasnya.
-
2. Instrumentasi:
Bab ini menentukan keperluan teknikal untuk keseluruhan sistem pengukuran untuk memastikan ketepatan dan ketekalan, meliputi pengukuran seismik (selongsong) dan bukan sentuhan (aci). Ia memberi mandat bahawa instrumentasi, termasuk transduser, pengkabelan dan penganalisis, mesti mampu mengukur parameter yang ditentukan dengan tepat (halaju RMS atau anjakan Puncak-ke-Puncak) pada julat frekuensi yang diperlukan untuk jenis mesin. Piawaian ini menekankan kepentingan penentukuran tetap bagi keseluruhan rantai ukuran terhadap piawaian yang diketahui dan boleh dikesan. Tambahan pula, ia menyediakan panduan kritikal mengenai pemasangan sensor yang betul, merujuk piawaian khusus untuk pemasangan pecutan (ISO 5348) dan probe kedekatan (cth, API 670) untuk meminimumkan ralat pengukuran dan memastikan data boleh dipercayai dan boleh diulang dari semasa ke semasa.
-
3. Kriteria Penilaian:
Bahagian ini membentuk teras metodologi penilaian, meneruskan pendekatan dua kriteria yang terbukti daripada piawaian terdahulu. Ia menyediakan rangka kerja terperinci untuk menilai keadaan mesin berdasarkan kedua-dua nilai mutlak dan perubahan dari semasa ke semasa:
- Kriteria 1 (Had Mutlak): Kriteria ini melibatkan membandingkan magnitud getaran terukur mutlak (sama ada halaju selongsong atau anjakan aci) dengan had yang telah ditetapkan. Had ini biasanya ditetapkan berdasarkan data statistik daripada populasi besar mesin serupa atau berdasarkan panduan khusus daripada bahagian lain siri ISO 20816. Ia berfungsi sebagai penanda aras asas untuk kesihatan mesin secara keseluruhan dan penting untuk ujian penerimaan.
- Kriteria 2 (Perubahan daripada Garis Dasar): Kriteria ini memfokuskan pada perubahan magnitud getaran daripada keadaan rujukan atau garis dasar yang diketahui, stabil. Piawaian ini menekankan bahawa perubahan ketara, walaupun nilai mutlak masih dianggap boleh diterima di bawah Kriteria 1, selalunya merupakan penunjuk paling awal dan paling boleh dipercayai bagi kerosakan yang sedang berkembang. Kriteria ini adalah asas penyelenggaraan ramalan berasaskan trend.
-
4. Zon Penilaian:
Untuk memudahkan penggunaan Kriteria 1, piawaian terus menggunakan rangka kerja empat zon yang mantap untuk mengklasifikasikan keterukan mutlak getaran. Zon ini menyediakan kaedah berkod warna yang jelas untuk menyampaikan keadaan mesin. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa bahagian umum piawai ini hanya mentakrifkan *konsep* zon; nilai berangka khusus untuk sempadan zon disediakan dalam bahagian khusus mesin bagi standard (cth, ISO 20816-3). Zon ditakrifkan sebagai:
- Zon A: Getaran jentera yang baru ditauliahkan atau diperbaharui biasanya akan jatuh ke dalam zon ini.
- Zon B: Mesin dengan getaran dalam zon ini biasanya dianggap boleh diterima untuk operasi jangka panjang tanpa had.
- Zon C: Mesin dengan getaran dalam zon ini biasanya dianggap tidak memuaskan untuk operasi berterusan jangka panjang. Tindakan pembaikan hendaklah dijadualkan.
- Zon D: Nilai getaran dalam zon ini biasanya dianggap cukup teruk untuk menyebabkan kerosakan pada mesin.
-
5. Gabungan Penilaian dan Penerimaan:
Bahagian akhir ini menyediakan sintesis penting bagi prinsip piawai. Ia secara rasmi mengesyorkan pendekatan penilaian gabungan, terutamanya untuk jentera kritikal yang dilengkapi dengan kedua-dua probe seismik dan bukan sentuhan. Ia membimbing pengguna untuk menilai kedua-dua getaran selongsong (mencerminkan daya yang dihantar ke struktur) dan getaran aci (mencerminkan tingkah laku dinamik rotor) untuk membentuk penilaian yang lebih lengkap dan boleh dipercayai tentang kesihatan keseluruhan mesin. Bahagian ini juga dengan jelas membezakan antara kriteria yang digunakan untuk ujian penerimaan (untuk mesin baharu atau dibaiki), yang biasanya menuntut tahap getaran berada dalam Zon A atau B yang lebih ketat, dan kriteria untuk pemantauan operasi mesin dalam perkhidmatan, di mana titik tetapan penggera yang ditetapkan (Amaran dan Perjalanan) berdasarkan kedua-dua had mutlak dan perubahan ketara daripada garis dasar adalah alat utama untuk penilaian keadaan harian.
Konsep Utama
- Penyatuan Piawaian: Aspek ISO 20816-1 yang paling penting ialah ia menggantikan dan menyatukan piawaian yang berasingan sebelum ini untuk getaran selongsong (ISO 10816-1) dan aci (ISO 7919-1). Ini menggalakkan pendekatan yang lebih holistik kepada analisis jentera.
- Falsafah Dwi-Sukatan: Piawaian ini sangat menyokong untuk menggunakan kedua-dua ukuran getaran selongsong dan aci jika boleh, kerana ia memberikan maklumat pelengkap. Getaran selongsong tinggi mungkin menunjukkan masalah struktur, manakala getaran aci tinggi mungkin menunjukkan masalah dinamik rotor.
- Pemodenan: Ia mengemas kini garis panduan am untuk mencerminkan instrumentasi moden dan amalan analisis data yang telah berkembang sejak piawaian asal diterbitkan.
- Asas untuk Bahagian Tertentu: Seperti pendahulunya, piawaian "Bahagian 1" ini menyediakan rangka kerja umum. Had berangka khusus untuk zon penilaian untuk jenis mesin yang berbeza diperincikan dalam bahagian lain dalam siri ISO 20816 (cth, ISO 20816-3 untuk mesin industri).
Maklumat Praktikal Utama
Jadual 1: Zon Penilaian – Definisi dan Tindakan
Piawaian mentakrifkan empat zon untuk penilaian keterukan getaran:
| Zon | Description | Tindakan yang Disyorkan |
|---|---|---|
| Zon A (Hijau) |
Getaran mesin yang baru ditauliahkan dalam keadaan baik |
• Operasi biasa dibenarkan • Tetapkan sebagai garis dasar untuk arah aliran • Ini adalah syarat sasaran |
| Zon B (Kuning) |
Mesin dianggap boleh diterima untuk operasi jangka panjang tanpa had |
• Teruskan operasi biasa • Pantau arah aliran – pergerakan ke arah Zon C memerlukan penyiasatan • Boleh diterima untuk kebanyakan jentera operasi |
| Zon C (Oren) |
Tidak memuaskan untuk operasi berterusan jangka panjang |
• Rancang tindakan pembetulan • Meningkatkan kekerapan pemantauan • Menyiasat punca • Jadual penyelenggaraan/pembaikan |
| Zon D (Merah) |
Cukup parah untuk menyebabkan kerosakan pada mesin |
• Ambil tindakan segera • Pertimbangkan penutupan kecemasan • Risiko tinggi kegagalan bencana • Jangan beroperasi secara berterusan |
Jadual 2: Dua Kriteria Penilaian Diterangkan
Standard ini menekankan penggunaan KEDUA-DUA kriteria untuk penilaian komprehensif:
| Kriteria | Apa Ia Mengukur | Bila Perlu Digunakan |
|---|---|---|
| Kriteria 1: Nilai Mutlak |
Membandingkan getaran semasa dengan sempadan zon tetap (cth, Zon B/C = 2.8 mm/s untuk Kumpulan 2) |
• Ujian penerimaan peralatan baru • Penilaian keadaan awal • Perbandingan dengan had berasaskan piawaian • Menetapkan penggera perjalanan |
| Kriteria 2: Tukar daripada Baseline |
Menilai perubahan dalam getaran berbanding dengan garis dasar yang ditetapkan atau ukuran sebelumnya |
• Arah aliran dan penyelenggaraan ramalan • Mengesan kerosakan awal • Walaupun perubahan kecil boleh menunjukkan masalah • Alat diagnostik yang paling sensitif |
Important: Perubahan ketara (cth, penggandaan getaran) daripada garis dasar boleh menunjukkan masalah walaupun nilai mutlak masih dalam Zon A atau B. Kedua-dua kriteria mesti dipertimbangkan.
Parameter Pengukuran yang Disyorkan
| Lokasi Pengukuran | Parameter | Unit Biasa |
|---|---|---|
| Perumah Galas (Selongsong) | Kelajuan RMS, jalur lebar | mm/s (10 Hz – 1000 Hz) |
| Aci Berputar | Anjakan Puncak ke Puncak | µm (mikrometer) |
Standard ISO Rasmi
Untuk standard rasmi yang lengkap, lawati: ISO 20816-1 pada Kedai ISO
Catatan: Ini adalah ringkasan standard. Untuk dokumen rasmi yang lengkap dengan semua prosedur pengukuran, panduan terperinci tentang kedua-dua kriteria, protokol ujian penerimaan komprehensif dan semua lampiran teknikal, sila beli versi penuh daripada ISO.